Selahattin Küçük. Özet. 1. Giriş. Abstract.

Benzer belgeler
Fatih. M. NUROĞLU 1, Ayşen BASA ARSOY 2. Kocaeli Üniversitesi Özet. Abstract.

10. ÜNİTE ENERJİ İLETİM VE DAĞITIM ŞEBEKELERİ

154 kv 154 kv. 10 kv. 0.4 kv. 0.4 kv. ENTERKONNEKTE 380 kv 380 kv YÜKSEK GERİLİM ŞEBEKESİ TRF. MERKEZİ ENDÜSTRİYEL TÜK. ORTA GERİLİM ŞEBEKESİ

ŞEBEKE BAĞLANTI YÖNTEMLERİ (GRID INTEGRATION METHODS)

Dağıtık Üretim Tesislerinin Şebeke Entegrasyonunda Yaşanabilecek Olası Problemler ve Entegrasyon Analizleri

Per-unit değerlerin avantajları

Yüksek Gerilim İşletmeciliği

Güç Sistemlerinde Arıza Akım Sınırlama Yöntemlerinin İncelenmesi. Investigation of Fault Current Limiting Methods in Power Systems

GENETEK. Güç Sistemlerinde Kısa Devre Analizi Eğitimi. Güç, Enerji, Elektrik Sistemleri Özel Eğitim ve Danışmanlık San. Tic. Ltd. Şti.

ELEKTRİK PİYASASI ŞEBEKE YÖNETMELİĞİNDE DEĞİŞİKLİK YAPILMASINA İLİŞKİN YÖNETMELİK MADDE

Rüzgar Enerjisi Çalıştayı (Dağıtım Sistemine RES Bağlantıları)

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM A.Ş. (TEİAŞ) Türkiye Elektrik Sisteminde Rüzgar Santralları ve Sistem Bağlantıları

154 kv 154 kv. 10 kv. 0.4 kv. 0.4 kv. ENTERKONNEKTE 380 kv 380 kv. YÜKSEK GERĠLĠM ġebekesġ TRF. MERKEZĠ ENDÜSTRĠYEL TÜK. ORTA GERĠLĠM ġebekesġ

00322 ELECTRICAL MACHINES-II Midterm Exam

GÜÇ SİSTEMLERİ KONFERANSI Kasım 2018 Ankara

RÖLE KOORDİNASYON VE SELEKTİVİTE HESABI

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM SİSTEMİ RÜZGÂR SANTRALİ BAĞLANTILARI

İÇERİK 1. GİRİŞ 2. RÜZGAR SANTRALLERİNİN GÜÇ SİSTEMLERİNE ETKİLERİ

GÜÇ SİSTEM ANALİZLERİNİN ENERJİ VERİMLİLİĞE ETKİLERİ

KISA DEVRE HESAPLAMALARI

ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE SÜPERİLETKEN MALZEMELER. Rıfkı Terzioğlu, Türker Fedai Çavuş Sakarya Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü

ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE DİNAMİK KOMPANZASYON UYGULAMASI

SEKONDER KORUMA. 1_Ölçme Trafoları (Akım Trafosu / Gerilim Trafosu) 2_Sekonder Röleler 3_Anahtarlama Elemanları (Kesiciler / Ayırıcılar) 2_RÖLELER

RES ELEKTRIK PROJELENDIRME SÜREÇLERI O Z A N B A S K A N O Z A N. B A S K A K E S I R. C O M. T R ( )

ENERJİ DAĞITIMI. Doç. Dr. Erdal IRMAK. 0 (312) Erdal Irmak. G.Ü. Teknoloji Fak. Elektrik Elektronik Müh.

AT larının sekonderlerine Ampermetre veya Watmetre, Sayaç vb cihazların Akım Bobinleri bağlanır. AT Sekonderi kesinlikle açık devre edilmemelidir!

10- KISA DEVRE ARIZA AKIMLARININ HESAPLANMASI TERĐMLER VE TANIMLAMALAR (IEC 60909)-2

31 Mart Elektrik Kesintisi ve Nedenleri

TOPRAKLAMA VE POTANSİYEL SÜRÜKLENMESİ

ENERJİ DAĞITIMI. Dersin Kredisi Başarı Değerlendirmesi: Derse Devam % Ödevler % Ara Sınav % Final Sınavı %

FOTOVOLTAİK SİSTEMLER ŞEBEKEYE BAĞLI OLDUĞUNDA OLUŞAN SORUNLAR Çiğdem KANDEMİR Doç.Dr.Mehmet BAYRAK

ELEKTRİK ŞEBEKELERİ Temel Tanım ve Kavramlar

1000 V a kadar Çıkış Voltaj. 500 V a kadar İzolasyon Sınıfı. F 140C İzolasyon Malzemesi IEC EN Çalışma Frekansı Hz.

ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ

ÜRETĠCĠLERDEN REAKTĠF GÜÇ DESTEĞĠ SAĞLANMASI ve GERĠLĠM KONTROLU

TEİAŞ TÜRKİYE ELEKTRİK K İLETİM M AŞ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ. İlhami ÖZŞAHİN GENEL MÜDÜR

DEMAND SIDE MANAGEMENT IN THE ELECTRICITY MARKET

BÖLÜM 5 KISA DEVRE HESAPLARI

Kalitesi Yönetmeliği. Amaç, Kapsam, Hukuki Dayanak ve Tanımlar. ve düşük maliyetli olarak planlanması, işletilmesi ve tüketicilere kaliteli,

EK 1 ENTERKONNEKTE ŞEBEKEDE KULLANILACAK İNDİRİCİ GÜÇ TRANSFORMATÖRLERİNİN KARAKTERİSTİKLERİ

ENERJİ DAĞITIMI. Dersin Kredisi Başarı Değerlendirmesi: Derse Devam % Ödevler % Ara Sınav % Final Sınavı %

10- KISA DEVRE ARIZA AKIMLARININ IEC A GÖRE HESAPLAMA ESASLARI -1

ENERJİ DAĞITIMI-I. Dersin Kredisi

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

Serbest Tüketici Kimdir

TÜRKĐYE ELEKTRĐK ĐLETĐM SĐSTEMĐNDE RÜZGAR SANTRALI BAĞLANTILARI

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 27(1): (2011)

ENERJİ DAĞITIMI. Dersin Kredisi Başarı Değerlendirmesi: Derse Devam % Ödevler % Ara Sınav % Final Sınavı %

Şebeke: Ülke çapında yaygınlaştırılmış ulaşım ve iletişim örgüsü, ağ Elektrik şebekesi, Telekomünikasyon Şebekesi, GSM Şebekesi vs.

Uygunluk Belgesi Enerji üreten birim, Şebeke ve Sistem Koruması

İÇİNDEKİLER CİLT I ELEKTROMANYETİK GEÇİT SÜREÇLERİ

Elektrik Güç Sistemlerinde Kalite Pasif Filtreler. Yrd. Doç. Dr. M. Mustafa ERTAY DÜZCE ÜNİVERSİTESİ

Elektrik Dağıtım Şebekesi: İletim hattından gelen ve şalt merkezlerinde gerilim seviyesi düşürülen elektriği, ev ve işyerlerine getiren şebekedir.

KCT Serisi. Akım Trafoları

aircoolers Evaporatörler Aircoolers TAVAN TİPİ EVAPORATÖRLER CEILING TYPE AIR COOLERS DUVAR TİPİ EVAPORATÖRLER WALL TYPE AIR COOLERS

LBSG 36 KOMPLE SF6 GAZ YALITIMLI METAL MAHVAZALI MODÜLER HÜCRELER (RMU)

Elektrik Enerji Sistemlerinin Ekonomik İşletilmesi ve Enerji Verimliliği

ENDÜKTİF REAKTİF AKIM NEDİR?

COPYRIGHT ALL RIGHTS RESERVED

Isı ile emk elde etmek

FOTOVOLTAİK SİSTEMLER ŞEBEKEYE BAĞLI OLDUĞUNDA OLUŞAN SORUNLAR

ELEKTRİK DAĞITIM ŞEBEKELERİNDE GERİLİM DEĞİŞİMLERİNİN İNCELENMESİ

ÜLKEMİZDE ELEKTRİK ÜRETİM TESİSLERİNİN PROJELENDİRİLMESİ, TESİSİ VE İŞLETMEYE ALINMASI İLE İLGİLİ MEVZUAT

d h k d t s a t

GENİŞ SPEKTRUMLU HARMONİK FİLTRE PERFORMANSI DEĞERLENDİRMESİ

Alternatif Akım. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören. Alternatif Akım

ABB YAĞLI TİP DAĞITIM TRANSFORMATÖRLERİ

GÜVENİLİRLİK ANALİZİ İÇİN DİJİTAL KORUMA RÖLESİ KOORDİNASYONU

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM SİSTEMİNDE RÜZGÂR ENERJİ SANTRALLERİ TEİAŞ

Mikroşebekeler ve Uygulamaları

t d h k d, t t s a t

AA Motorlarında Yol Verme, Motor Seçimi Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

ŞEBEKEDE YAŞANAN BOZUCU ELEKTRİKSEL OLAYLARIN DAĞITILMIŞ ÜRETİM SİSTEMLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

MOBİL TRAFO MERKEZLERİ. Mayıs 2016, EKOS GROUP. All rights reserved.

Elektrik Projelerinin Hazırlanması ve Elektrik Tesislerinin Gerçekleştirilmesi. İlgili Tebliğ'de Değişiklik Yapılmasına Dair Tebliğ

YG Tesislerinde Manevralar Mustafa Fazlıoğlu Elektrik Mühendisi

YENİLENEBİLİR KAYNAKLARDAN ENERJİ ÜRETİMİNİN ŞEBEKENİN ENERJİ KALİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

GERİLİM DÜŞÜMÜ KOMPANZE YÖNTEMLERİ

Yıldız Teknik Üniversitesi

TRANSFORMATÖRÜN YÜKLÜ ÇALIŞMASI, REGÜLASYON VE VERİMİN BULUNMASI

9. Ölçme (Ölçü) Transformatörleri. Bir magnetik devre üzerinde sarılı 2 sargıdan oluşan düzene transformatör denir.

Enerji Yönetim Sistemleri

MEDIUM VOLTAGE HIGH VOLTAGE CAPACITOR BANKS ORTA GERİLİM YÜKSEK GERİLİM KONDANSATÖR BANKLARI

MAM ENERJİ ENSTİTÜSÜ ANKARA

YATAY SİGORTALI YÜK AYIRICILAR

ELEKTRİK ŞEBEKELERİ: Sekonder Dağıtım Önemli Bilgiler

6- Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi (TEİAŞ) hangi tarihte faaliyete geçmiştir?

ELEKTRİK. 2. Evsel aboneler için kullanılan kaçak akım rölesinin çalışma akım eşiği kaç ma dır? ( A Sınıfı )

SERTİFİKA NUMARASI ATLT771414

RES PROJELERİNİN TASARIMINA İLİŞKİN SİMÜLASYON UYGULAMALARI

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

Bu aşırı gerilimlerin, işletmede izin verilen yalıtım gerilimi seviyesini aşmaması gerekir.

Resmi Gazete Tarihi: Resmi Gazete Sayısı: ELEKTRİK İLETİM SİSTEMİ ARZ GÜVENİLİRLİĞİ VE KALİTESİ YÖNETMELİĞİ

ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ

B+C Sınıfı Parafudurlar Class B+C SPD for Power Supply Systems

GENEL MOTOR DURUM DEĞERLENDİRME RAPORU

P Cu0 = R I 0. Boş çalışma deneyinde ölçülen değerlerle aşağıdaki veriler elde edilebilir. P 0 = P Fe P Fe = P 0 P Cu Anma Dönüştürme Oranı

Oturum Başkanı: Dilşad BAYSAN ÇOLAK

Isc, transient şartlarında, Zsc yi oluşturan X reaktansı ve R direncine bağlı olarak gelişir.

Alçak Gerilim Anahtarlar. Bıçaklı sigortalar DIN-Tipi HRC-bıçaklı sigortalar gg tipi A

Transkript:

Mevcut Endüstriyel Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Akımlarının Düşürülmesi Reducing The Short Circuit Currents of The Existing Industrial Electrical Systems Selahattin Küçük TÜPRAŞ İzmit Rafinerisi selahattin.kucuk@tupras.com.tr Özet Otoprodüktör Lisanslı Santraller, bilindiği gibi işletmelerin elektrik enerji ihtiyacının bir kısmını veya tamamını sağlayan, işletmenin güvenliği ve sürekliliği için enterkonnekte şebeke ile sürekli veya zaman zaman paralel çalışan tesislerdir. Bu santrallerin amacı enerji ticaretinden ziyade işletmenin enerji ihtiyacını güvenli ve sürekli sağlamak olduğundan, genelde işletmenin talep gücüne yakın veya bir miktar üzerinde kurularlar. Satılabilecek enerji, yönetmelikler gereği sınırlı olduğundan, santralin verimsiz çalışmaması için santral gücü çok büyük seçilmez. Dolayısı ile yeni yatırımlar yapıldıkça, işletmenin enerji güvenliği için sisteme yeni üretim kaynaklarının ilavesi zorunluluğu ortaya çıkar. Şayet mevcut elektrik sisteminin bara, kesici, ayırıcı gibi tesis elemanlarının birinde, birkaçında veya tamamında kısa devre gücü bu uygulamada olduğu gibi, yeni generatör ilavesiyle düşük kalırsa, işletmenin güvenliği için elektrik sisteminin bütün tesis elemanları ile birlikte yenilenmesi gerekir. Ancak tesis elemanlarının yenilenmesi hem çok büyük bir maliyet, hem de zaman alacağından pek tercih edilmez. Bunu yerine bu çalışmada olduğu gibi, iyi bir analiz ve gerekli hesapları yaparak elektrik sisteminde en fazla yarar sağlayacak yere, istenen bara, kesici, ayırıcı gibi tesis elemanlarının kısa devre akımlarını düşürecek, aynı zamanda en az gerilim düşümü ve kayıp oluşturacak reaktörleri devreye seri olarak bağlamak gerekir. Abstract As already known, Otoprodüktör licensed Power stations are the electrical generating centers which supply the full amount or some percentage of the energy need of the dedicated industrial plant, and work parallel with the national electrical grid continuously or from time to time for the sake of the safety of the industrial plant operations. The purpose of these stations is not working for the electrical energy trade only, but also ensuring the continuous and safe supply of energy need of the industrial plant operations. For this reason they are designed to generate the amount needed by the industrial system, or sometimes with a small extra capacity. Because the amount that can be sold is limited, in order not to decrease the efficiency of the power station, power generation amount is not generally chosen too big. So, as new investments are made, for the energy safety of the industrial plants there comes out an absolute necessity of adding new power sources. If the short circuit power of the current electrical network becomes insufficient with the newly added generators, for the safe working of the system, some parts of the current electrical system including all the equipment being used should be changed. Because this is a very expensive and time consuming process, it is not preferred generally. There is another application used in this project that is basically to add short circuit current limiting reactors, which will decrease the probable short circuit power and current, in series with the network. 1. Giriş Çalışır durumdaki Endüstriyel tesisler artan talepleri karşılamanın yanında fiyat ve kalite olarak rekabetlerini sürdürebilmeleri için yeni yatırımlar yapmak, mevcut tesislerini yenilemek veya genişletmek zorundadır. Yapılan yatırımlarda öngörülmeyen veya bir zorunluluk gereği ortaya çıkan sorunların da en ekonomik şekilde çözülmesi esastır. Elektrik enerjisinin yoğun olarak kullanıldığı rafineri elektrik sistemi, gerek kesintilerin maliyetinin çok yüksek, gerekse bu kesintilerin oluşturacağı zararların can ve mal güvenliğini tehlikeye düşüreceği, çevreyi olumsuz yönde etkilediğinden çok özel olarak dizayn edilmiş ve enterkonnekte sistemle, otoprodüktör lisansı yapılarak bağlantısı sağlanmıştır. İlk üretim santrallerinin kurulduğu yıllarda teknolojinin elverdiği kapasitede tesis edilen orta ve alçak gerilimli tesislerin bara, kesici, ayırıcı gibi elemanlarının kısa devrelere karşı dayanım değerleri zamanla ilave edilen yeni jeneratörler ile sınıra ulaşılmış ve en son kurulan generatör ile aşılmıştır. Bu durumda normal olarak alınacak tedbir, çok sayıda orta ve alçak gerilimli şalter sisteminin bütün elemanları ile yenilenmesi olacaktır. Ancak böylesi bir değişimin maliyetinin büyüklüğü yanında, tesislerin yenilenme sürecinin uzunluğu ve bu sürede rafinerinin üretim yapamaması, sadece şirket yönünden değil, ülke ekonomisi açısından bir sorun teşkil edecektir. Bu durumda yapılabilecek en doğru uygulama, bu çalışmada da sunulacağı üzere, Rafineri elektrik sistemindeki bara, kesici, ayırıcı gibi tesis elemanlarının kısa devre 19

akımlarının dayanım gücünün üzerine çıkmasına neden olan kaynak veya kaynaklarda sınırlandırılması için seri reaktör ilavesidir. Ancak kısa nı sınırlamak için ilave edilecek seri reaktörlerin yeri ve değeri öğle seçilmelidir ki, bu reaktörlerde meydana gelen kayıplar minimum olsun ve büyük güçlü motorlar da sorunsuz devreye alınabilsin. Bu çalışmada, 1960 lı yıllarda kurulan ve her on yılda bir büyüyen bir rafinerinin yeni bir yatırım nedeniyle enerji ihtiyacını güvenli karşılamak için elektrik sistemine ilave edilen yeni bir generatör grubunun, enterkonnekte sistemle paralel çalışması durumunda çok sayıda tesis elamanında meydana getirdiği kısa nın düşürülmesi için yapılan ve başarı ile uygulanan mühendislik faaliyetleri anlatılmaktadır. 2. Kısa Devre Akımlarının Sınırlandırılması Kısa devre hesaplarında da görüldüğü gibi her hangi bir noktada meydana gelen arızanın kısa devre akımının büyüklüğü ile bu noktaya doğru akan kısa nı sınırlayan, besleme kaynakları ile kısa devre noktası arasında bulunan generatör, transformatör, iletken vb. tesisat elemanlarının empedansıdır. Arıza noktasındaki kısa devre akımı ile bu noktaya doğru akan kısa nı sınırlamak için bu tesisat elemanlarının empedansını arttırmak hem çok sınırlıdır, hem de teknik olarak zor ve ekonomik olarak uygun değildir. İhtiyaç duyulması halinde reaktör gibi tek bir tesisat elemanı ile kısa sınırlandırılabilir. Kısa devre reaktörleri bilindiği gibi devreye, kısa devre akımlarını sınırlandırmak için seri olarak bağlanırlar. Kısa devre reaktörlerinin büyüklükleri yaygın bir şekilde % olarak verilir. Bu değer reaktör üzerinden tam yük akımının geçmesi halinde uçlarında meydan gelen gerilim düşümünün % değerine karşılık gelen bir büyüklüktür. Güç Faktörü (% ) 100 80 60 40 20 0.0 0.0 20 40 60 80 100 Toplam Reaktans Şekil 1: Tesisin toplam güç faktörünün, sisteme ilave edilen reaktör büyüklüğüne bağlı değişimi. Reaktörlerin, kısa nı sınırlamalarının olumlu etkileri yanında kullanıldıkları sistemde yerleri iyi seçilmez ise regülasyonun, gerilim düşümü ve kayıpların artmasına, güç faktörünün ise düşmesine neden olurlar. Reaktörlerin güç faktörün hangi oranda düşürdüğü Şekil. 1 de, regülasyonu nasıl arttırdığı ise Tablo. 1 de verilmektedir. Kullanıldığında elektrik sistemlerinde yukarıda ifade edilen olumsuzluklara rağmen reaktörler basit yapıları, bakımsız olmaları, sorunsuz çalışmaları ve ekonomik olmaları nedeniyle kısa nı sınırlamada tercih edilen tesisat elemanlardır. Önemli olan reaktörleri en fazla etkili olacağı bir yere ve yukarıda sayılan olumsuzlukları minimum seviyede tutacak boyutta seçerek monte etmektir. Seri reaktör uygulamaları nedeniyle ortaya çıkan olumsuzlukları asgariye düşüren ve kısa devre gücü ile kısa nı sınırlamak için geliştirilen ancak dizayn aşamasında çok sayıda hassas sistem bilgisi gerektiren ve uygulamalarda yeterince denenmemiş shortlimiting coupling ( SLC ) adı verilen akım sınırlayıcılar da kullanılmaktadır. Bu tür seri rezonans elemanları, seri reaktörlerdeki gibi eski ve yeni baraların birleştirilmesinde, fider çıkışlarında da pratik olarak kullanılabilmektedir. SLC, seri reaktörler gibi kısa devre akımını sınırlamak için devreye seri olarak bağlanırlar. SLC, normal çalışma halinde düşük empedansa sahip olduğundan, meydana gelecek kayıplılarda dolayısıyla düşüktür. Güç faktörü de fazla değişmez. SLC bir arıza halinde otomatik olarak ve çok hızlı bir şekilde devrenin yapısı gereği büyük bir empedans değerine ulaşarak, kısa devre akımını istenen değere düşürerek tesisatı korur. Arıza ilgili kesici tarafından temizlendikten sonra yine hızlı bir şekilde eski değerine düşer. Burada en önemli husus, SLC dizayn edilirken, devreye alınacak motorların yol alabilmesi için gerekli reaktif akımın geçmesine müsaade edecek yapıda olmasına özen gösterilmelidir. Tablo 1: Reaktans ve güç faktörüne bağlı olarak regülasyonun değişimi. Reaktans İlavesi ( % ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Güç Faktörü 1,0 0,9 0,8 0,5 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,4 0,75 1,25 1,6 2,2 2,7 3,2 3,75 4,3 5,0 0,5 1,15 1,75 2,4 3,0 3,75 4,5 5,15 5,8 6,6 0,75 1,5 2,4 3,25 4,1 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 3. İşletmenin Elektrik Sisteminin Yapısı Kısa devre reaktörlerinin ilave edildiği işletmede Kojenerasyon tesisinden önce dört adet buhar türbini ile tahrik edilen ve toplam kurulu gücü 45 MW olan generatör ve bu generatörleri enterkonnekte sisteme bağlayan orta gerilimli paralel iki adet havai hattı bulunmaktadır. İşletmenin sürekliliği hem ekonomik hem de güvenlik nedeniyle büyük önem arz ettiğinden, işletmenin elektrik sistemi genelde enterkonnekte şebeke ile paralel çalıştırılmaktadır. Elektrik sistemine bağlı kaynaklardan, enterkonnekte şebeke hariç bir veya birkaçı devre dışı olsa bile işletme sürekliliğini devam ettirebilmektedir. İşletmenin enterkonnekte şebeke bağlantısının herhangi bir şekilde kesilmesi halinde Rafineri enerji arzında oldukça riskli bir çalışma şekline gelinmiş olur ki, bu durumda mevcut kaynaklardan her hangi birinin devre dışı olması halinde kısmi, bazen de bunu takip edebilecek 20

genel duruşlar meydana gelir. Dolayısıyla enterkonnekte şebeke ile paralel çalışma, işletmenin güvenliği ve sürekliliği için bir enerji alışverişi olmasa bile bir zorunluluktur. İşletmenin üretim gerilimi olup, çok sayıdaki ünite ( fabrika ) 34,5, ve kv luk gerilim seviyesindeki hatlarla birbirine bağlıdır. Ünitelerdeki yüklerin gerilimi, yüklerin büyüklüğüne göre, ve 0,4 kv seviyelerindedir. Ek. 1 de verilen işletmenin yeni yatırım nedeniyle artan elektriksel güç talebinin iç kaynaklardan sürekli sağlanabilmesi için işletmenin mevcut elektrik sistemine 34,5 kv seviyesinden 40 MW büyüklüğünde yekpare yeni bir gaz türbini ile tahrik edilen generatör ilave edilmiştir. ile değiştirilmesi fikridir. 34,5,, kv orta gerilim şalterleri ile 380 V gerilim seviyesindeki motor kontrol merkezlerini ve bunları birbirine bağlayan kablo ve transformatörlerin değiştirilmesi çok büyük masrafların yapılmasını gerektirdiği gibi, bu değişim sürecinde işletmenin üretim yapamaması da çok büyük işletme kayıplarına da neden olacaktır. Bu durumda sorunu daha az masraf yaparak giderecek, seri reaktörlerin kullanılması uygun bulunmuştur. Tablo 2 : Kısa devre reaktörü ilavesinden önce ve sonra orta gerilim baralarında hesaplanan kısa. Bara Adı Nominal Gerilim Baraların kısa devre dayanım akımları Elektrik sistemine generator ilavesinden önce, Hesaplanan kısa Elektrik sistemine generator ilavesinden sonra, Hesaplanan kısa 7 ohm luk reaktörün üretim barasına edilmesinden sonar hesaplanan kısa 2 ohm luk kısa devre reaktörlerinin entrekonnkte şebeke hatlarına monte edilmesinden sonar hesaplanan kısa devre akımları [ kv ] I k [ ka ] I k [ ka ] I k [ ka ] I k [ ka ] I k [ ka ] TEİAŞ TEDAŞ 154 34,5 22,0 25,0 7,4 15,9 7,8 20,1 7,5 17,8 7,5 17,2 01HS 1 34,5 16,1 13,4 17,4 15,2 13,4 25,6 28,1 01MMS 1 MS 1 12MS 1 13MS1 14MS1 01MMS2 21MMS1 22MS1 01MMS4 41MS1 42MS1 01MMS3 31MMS1 32MS1 İŞLETME KOŞULLARI 31,5 31,5 52,5 52,5 40,0 24,8 28,1 23,8 17,8 18,9 26,0 24,9 16,0 31,1 30,7 30,40 26,1 30,91 28,6 27,4 17,6 32,7 32,2 48,8 47,4 35,8 26,4 22,9 16,1 31,7 31,3 38,5 34,4 25,5 28,3 23,9 17,89 19,02 27,3 26,1 16,1 31,1 30,7 30,4 45,5 44,8 35,5 1. Elektrik sistemi genişletilmeden önce; 4 TG devrede 2. Elektrik sistemi genişletilmiş, fakat kısa devre reaktörleri ilave edilmemiş. Yeni 34,5/, 50 MVA, u cc =%12,5 Transformatörler 9MMS3 üzerinden devrede. 3. Elektrik sistemi genişletilip 7 ohm luk kısa devre reaktörleri ilave edilmeden sonra ; Yeni 34,5/, 50 MVA, u cc =%12,5 Transformatörler 9MMS3 üzerinden devrede 7 ohm luk kısa devre reaktörleri, 50 MVA lık transformatörlerin YG tarafına bağlı. 4. Elektrik sistemi genişletilip 2 ohm luk kısa devre reaktörleri ilave edilmeden sonra ; Yeni 34,5/, 50 MVA, u cc =%12,5 Transformatörler 9MMS3 üzerinden devrede 2 ohm luk kısa devre reaktörleri, Enterkonnekte şebeke bağlantı hatlarına bağlı. Bu durumda işletmenin çok sayıdaki ünitesinin bazı dağıtım ve tüketim sistemlerindeki tesisat elemanlarının kısa devre akımları, bu tesisat elemanlarının nominal değerlerinin üzerine çıkmıştır (Tablo.2 ). Bu durumda ilk akla gelen elektrik sisteminin bara, kesici, ayırıcı gibi tesis elemanlarının yenileri 4. Uygulama İşletmenin çeşitli gerilim seviyelerindeki mevcut elektrik sisteminin tesisat elemanlarında, yeni bir jeneratör ilavesiyle artan ve kısa devre kesme kapasitelerinin üzerine çıkaran kısa 21

devre etkisini azaltmak için seri reaktörlerin montajı için ilk düşünülen yer Ek.1 de görüldüğü gibi 34,5 kv gerilim seviyesinde, 01HS 1 ile 01MMS 3 arası, yeni generatörü sisteme 34,5 kv gerilim seviyesinde bağlayan hatların üzerine ( Ek1 de kesik çizgiler ile gösterilen hattın sonunda, 50 MVA lık transformatörlerin primer tarafı ). Bu noktaya, kısa devre akımını istenen değere düşürmek için konması düşünülen seri reaktörün değeri 800 A, 7 ohm dur. (Z=0,1225+j7,0). Bu durumda Rafinerinin çeşitli gerilim seviyelerindeki baralarında oluşan kısa Tablo. 3 de verilen değerlere düşer. Tablo. 3 de görüldüğü gibi 34,5 kv luk baralarda kısa devre akımı 17,4 ka den 15,2 ka e düşmüştür. Ancak bu nokta çok iyi seçilmiş bir nokta değildir. Yeni gaz türbine jeneratör mevcut buhar türbinli jeneratörler oranla daha verimli olduğu için nominal yüke yakın çalıştırılıp Rafinerinin genel ihtiyacını karşılayacağından, seri reaktörler üzerinden sürekli olarak 20 MW ( 40 MW 20 MW) a karşılık gelen 418,86 A akacaktır. Bu da reaktörler üzerinde sürekli olarak bir kayıp oluşturacağında ( 64,475 kw) tercih edilmemiştir. Seri reaktörler için seçilen en etkili yer, enterkonnekte sistemi Rafineri elektrik sistemine bağlayan 34,5 kv luk hatların sonu, yani 01HS1 girişleridir. Bu nokta çok önemlidir. Çünkü Kısa devre hesaplarında da görüleceği gibi çok büyük bir kaynaktan, enterkonnekte şebekeden gelen kısa devre akımının katkısı çok büyüktür. Bu bağlantı noktasında yapılacak her türlü kısa devre akım sınırlamasını, işletmenin başka hiçbir noktasında sağlamak mümkün değildir. Yapılan hesaplamalar bu bağlantı noktasına konacak seri reaktörlerin değeri 800 A, 2 ohm (Z=0,035+j2,0) olarak belirlenmiştir. Bu konum ve değerler dikkate alınarak yapılan kısa devre hesaplarında kısa nın çeşitli gerilim seviyelerindeki baralardaki yeni değerleri Tablo. 3 de verildiği gibidir. Tablodan da görüldüğü gibi bu seçim ile baralarda meydana gelebilecek kısa nın değeri daha fazla, örneğin 34,5 kv luk 01HS 1 barasında 17,4 ka den 13,4 ka e düşmüştür. Diğer taraftan daha önceki paragraflarda da belertildiği gibi, işletmenin enterkonnekte şebeke ile paralel bağlı olarak çalıştırılmasının amacı, enerji sürekliliğini acil bir durumda güvence altında almaktır. Genelde hat gerilim altında, fakat yüksüzdür. İşletmenin otoprodüktör olması nedeniyle enerji satma hakkına sahip, ancak dışarıya vereceği enerji bilindiği gibi sınırlı olduğundan, bu imkanı fazla kullanmamaktadır. Bütün bu hususlar dikkate alındığında enterkonnekte bağlantılı hatların üzerinden çok düşük genelde de hiç akım akmadığında kayıplar ihmal edilebilecek kadar düşük, ya da hiç oluşmamaktadır. Bütün bunlara rağmen daha önceki reaktör yer seçimdeki akımın bu reaktörlerden geçmesi halinde meydana gelecek kayıplar 18,421 kw dır. 4. Sonuç ve Öneriler Mevcut bir elektrik sisteminde, işletmelerin artan elektriksel enerji kaynaklarını kendi kaynaklarından karşılamak için elektrik sistemine ilave edeceği yeni üretim kaynaklarından sonra hesaplanana kısa nın, mevcut generatör, transformatör, kesici, ayırıcı, bara, iletken vb. tesisat elemanlarının kısa devre dayanım akımlarının üzerine çıkması halinde, tesisat elemanlarını yeni kısa na dayanacak şekilde temin edip, değiştirerek çok büyük masraflar yapma yerine, elektrik sistemine seri reaktörlerin ilavesi ile bu uygulamada olduğu gibi emniyetli hale getirmek mümkündür. Değişim işi sadece yatırım için yapılan masraflardan ibaret olmayıp, sistemin yenilenmesi sürecinde üretim yapamamasından dolayı büyük kayıplar da oluşacaktır. Elektrik sistemine reaktör ilavesine karar verildiğinde, yer seçiminde olası alternatiflerin, reaktör ilavesinden sonra olası sistem stabilitesi, motor devreye alma, çalışan emniyeti gibi etkilerin asgari düzeyde olması için çok iyi analiz edilmesi gerekir. Yukarıdaki uygulamada görüldüğü gibi, reaktörler için belirlenen ilk montaj yeri, sorunu gidermekte ancak sürekli devrede olmaları nedeniyle ihmal edilmeyecek boyutta enerji kayıplarının oluşmasına neden olmaktadır. İkinci montaj yerinin bu sistem için en etkili yer olduğu, reaktör büyüklüklerinin ve meydana gelebilecek kayıpların küçük olmasından anlaşılmaktadır. Bu çalışmada olduğu gibi seri reaktör ilavesi için yapılan tüm masraflar ile elektrik sisteminin yeni kaynak ilavesine uygun hale getirilmesi için yapılan yatırım maliyetleri ve işletmenin çalıştırılamamasından dolayı oluşacak işletme kayıplarının maliyetleri, karşılaştırma olarak ayrı bir çalışma olarak ele alındığında görülecektir ki karşılaştırılamayacak bir fark vardır. 5. Kaynaklar [1] Cali, A., Conti, S., Santonoceto, F., Tina, G. Benefits Assessment of Fault Current Limiters in a Refinery Power Plant a Case Study, IEEE Transactions on Industry Applications, pp.1505 1510, March, 2009. [2] Cosse, R.E., Hazel, T.G., Thomasset, G., IEC mediumvoltage circuitbreaker interrupting ratings unstated short circuit considerations, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol.36, No.3, pp.884892., May/June 2000. [3] Pflanz, H.M., Clark, T.F., Albani, O.J., The Development of the Current Limiting Protector (CLP), IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems, Vol.100, No.7, July 1981. [4] King, E. F., Chikhani, A.Y., Hackam, R., Salama, M.M.A., A MicroprocessorControlled Variable Impedance Adaptive Fault Current Limiter, IEEE Transactions On Power Delivery, Vol.5, No.4, November 1990. [5] Lythall R.T., Switchgear Book The outline of Modern Switchgear Practice for the nonspecialist user, Butterworth & Co Ltd, pp.65 70, 1984. [6] Wu, A.Y., Yin, Y., Fault Current Limiter Applications in Medium and High Voltage Power Distribution Systems, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol.34, No.1, January/February 1998. 22

TEDAŞ 34,5 kv Hava Hattı 1 Hava Hattı 2 Seri Reaktör Seri Reaktör 01HS 1 34,5 kv 01MMS4 01MMS4 15 MVA THM 1A/1B 15 MVA 50 MVA THM 3A/3B 50 MVA Yeni Generatör G2 G3 G5 01MMS 2 01MMS 3 21MMS 1 G1 25 MVA THM 2A/2B 25 MVA G4 31MMS 1 01MMS 1 22MS 1 kv 32MS 1 kv MS 1 kv Ek 1 : Yeni generatör ve 2 ohm luk seri reaktörler ilave edildikten sonra Rafineri elektrik sisteminin orta gerilim seviyesindeki tek hat diyagramı. 23